城市内河微生物酶活变化特征.pptxVIP

2013 年水资源生态保护与水污染控制研讨会城市内河微生物酶活变化特征及其对水质的响应研究Microbial enzymatic dynamics and responses to water quality of urban river梁 玉 婷常州大学2013.12.261.1 研究背景城市河流是重要的资源和环境载体，关系到城市生存与发展据调查我国城市河道大约有90%受到不同程度的污染1.1 研究背景Microorganism 微生物在污染物降解以及物质能量循环中发挥重要的生态功能1.1 研究背景 与物质循环及污染物降解典型相关的酶碳氮硫磷芳基硫酸酯酶……脲酶几丁质酶亮氨酸-氨肽酶硝酸还原酶……脱氢酶纤维素酶β-葡糖苷酶纤维二糖酶β-木糖酶……磷酸酶植酸酶焦磷酸酶……CNPS1.1 研究背景酶活性的动态变化特征通常水体中的酶在冬季活性较低，夏季活性较高 （Miettinen et al. Wat. Res. 1996）酶活比群落结构表现出更强的时间分布特征（Frossard et al. ISME J, 2012）1.1 研究背景酶作为地表水环境监测生物指标Korneeva et al. (2002, Biol. Bull.)建立了以水解酶为基础的测试系统，应用于评估水质以及水体自净的能力。Fiksdal et al. (2008, Curr. Opin. Biotech.) 提出一种酶快速检测技术用以快速评估水样中大肠菌群以及大肠杆菌的量。1.2 研究目标1、太湖流域典型城市内河河道微生物酶活的分布如何？2、不同城市河道（骨干河、连通河、断头浜）是否有显著差异？3、生态修复河道微生物酶活分布特征？与未修复河道有差异？4、城市河道微生物酶活对水质的响应特征？1.2 研究方案自然城市河道新北区生态修河道天宁区水质及污染特征微生物酶活特征1.3 技术方案微生物酶活与水质的响应关系 江苏省常州市地图1.2 研究方案TTC比色法Intelligence flows back into machinesFDA比色法脱氢酶福林-酚比色法FDA比色法蛋白酶总酶OrgC、N、P磷酸酶脲酶纳氏比色法PNPP比色法2自然城市河道断头浜连通河研究区选取原则骨干河B01 上游对照点河道较宽流量相对较大，水质指标的年均值基本可达V类标准，个别指标为劣V类，黑臭现象非常少见。沟通骨干河流、起一定配水作用的河道，流量相对小，受闸泵控制，水质常有劣于V 类的情况，黑臭现象存在、但较少。具有平原河网水系特征和城区河流特点，并包涵各城市单元类型。一端不与其他水体相连的河浜，平时滞流，水质常年劣于V类，很容易发生黑臭。D01L01D02L02L03L11G01G02L12L13G03G04研究区—常州市新北区，占地23.4平方公里2自然城市河道分析指标：理化指标微生物活性脱氢酶总酶磷酸酶脲酶蛋白酶反硝化活性pH溶解氧总磷氨氮硝态氮ChlaCOD采样时间：2013年1月~2013年12月2.1 自然城市河道水质特征表 典型城市河道污染负荷承担率KiV类CODNH4+-NNO3--NTPDOpH骨干河0.1670.2430.2620.1060.0470.175连通河0.1790.3030.1570.1220.0660.172断头浜0.1260.1990.3890.0910.0640.131V类V类三类河道的水质常有劣于V类水的情况总体而言，断头浜水质劣于连通河劣于骨干河，且断头浜的硝态氮含量显著偏高主要污染物 骨干河：硝态氮、氨氮 连通河：氨氮、COD 断头浜：硝态氮、氨氮V类2.2 自然城市河道微生物酶活特征 自然城市河道微生物酶活Shannon-Weiner 指数骨干河连通河断头浜春季0.8010.9770.790夏季1.5151.5091.424秋季1.5241.5971.549冬季1.1250.9931.237微生物酶活性在时间上的变化比空间上更显著连通河的微生物酶活性平均高于骨干河与断头浜自然城市河道的微生物酶活生物多样性受河道类型的影响较小骨干河Group Ⅰ: 1月、2月、3月Group Ⅱ: 4月、5月、6月、7月、 8月Group Ⅲ:9月、10月、11月、12月 骨干河微生物酶活性与环境因子的CCA排序2.3 自然城市河道微生物酶活与水质的响应关系连通河Group Ⅰ: 1月、2月、3月、4月Group Ⅱ: 5月、7月、 8月Group Ⅲ: 6、9、10、11、12月 连通河生物酶活性与环境因子的CCA排序2.3自然城市河道微生物酶活与水质的响应关系断头浜Group Ⅰ: 2月、3月、4月、5月Group Ⅱ: 4月、7月、 8月Group Ⅲ:9、10、11、12月 断头浜微生物酶活性与环境因子的CCA排序2.3自然城市河道